邁斯納效應:當一種材料從一般狀態(tài)變至超導態(tài)時,會對磁場產(chǎn)生排斥反應,這種現(xiàn)象被稱作邁斯納效應。當把超導體放到磁鐵上時,只要這個磁體的磁場強度不超過特定極限,超導體便可以懸浮在磁體上方。
超導技術(shù)是新一代的艦船推動系統(tǒng)的基礎(chǔ),推進電動機的體積和重量對于船舶設(shè)計建造具有十分重要的影響。高溫超導電機體積小,重量輕,極其有利于船舶吊艙推進應用。在研發(fā)過程中, 采取Brayton循環(huán)機制, 實現(xiàn)了氦氣的高效循環(huán), 借助于冷卻循環(huán)機制, 構(gòu)建起一個高效的溫度調(diào)控機制, 為電機運行安全平穩(wěn)運行營造了良好的外部環(huán)境。據(jù)說,美國AMSC公司為美國海軍研制的36.5 MW艦船推進實驗電機,四臺電機可以驅(qū)動一艘航空母艦。
日本制造的世界上第一艘超導船“大和”號,它的船身為鋁合金材料制造超導電磁流體推進 超導電磁流體推進是把電能直接轉(zhuǎn)換成流體動能,以噴射推進取代傳統(tǒng)螺旋槳推進的新技術(shù)。與傳統(tǒng)機械傳動類推進器(譬如螺旋槳、水泵噴水推進器等)相比較,磁流體推進器的不同點在于:前者使用機械動力作為推力而后者使用電磁力。正因為如此,磁流體推進器無須配備螺旋槳槳葉、齒輪傳動機構(gòu)和軸泵等,是一種完全沒有機械噪音的安靜推進器,它具有低噪音和安全性 沒有假如等特點,在特殊船舶推進應用中具有重大價值。
我國初步進行了小型高溫超導永磁電阻電動機的開發(fā), 國內(nèi)在超導領(lǐng)域取得了一些技術(shù)成就,2017年中國船舶重工集團研發(fā)成功了我國第一臺1MW高溫超導電機, 但是與其他先進國家相比, 技術(shù)研發(fā)能力以及深耕程度仍有不足, 差距較大。
超導電纜由超導材料制成,能夠在超低溫下實現(xiàn)電能無損傳輸。在船舶航運中,使用超導電纜可以顯著減少電能損耗,并提高電力傳輸效率。這對于電力密集型船舶如大型客輪、軍艦以及特種船只來說尤為重要。
超導磁懸浮技術(shù)是將超導材料應用于船舶航運中的一種創(chuàng)新方式。通過利用超導材料的邁斯納效應,可以實現(xiàn)磁懸浮船舶的懸浮和推進。這種技術(shù)可以減少摩擦阻力,提高燃油利用效率,從而降低船舶的運行成本和對環(huán)境的影響。
圍放置超導線圈,并通過外部磁場控制船舶的位置。利用超導材料的邁斯納效應,可以使船舶懸浮在磁場中,從而實現(xiàn)對船舶的精確控制。這種技術(shù)在港口作業(yè)、海上測量和科研船舶中具有廣泛應用前景。
超導技術(shù)可以在船舶航運中應用于液化氣體的傳輸和儲存。傳統(tǒng)的液化氣體儲存方式往往存在能量損耗和安全隱患。而利用超導材料制造的低溫容器可以有效減少能量損耗,并提供更安全的儲存環(huán)境。這對于液化天然氣(LNG)船舶以及其他需要液化氣體的船舶來說具有重要意義。
超導技術(shù)還可以應用于船舶的傳感器和測量設(shè)備中。超導傳感器具有高靈敏度和低溫度測量的優(yōu)勢,可以用于測量船舶的溫度、電壓、電流和其他物理量。通過超導技術(shù),船舶運營商可以獲得更準確的數(shù)據(jù),從而提高船舶的性能和安全性。